高強度鋁合金鹽霧加速腐蝕試驗結果分析

一、加速腐蝕試驗件的定性觀察及現象分析
剛從試驗箱中取出的試件表面有一層鹽霧沉積，除干凈表層的沉積鹽霧，觀察試件表面腐蝕形態，與文獻沿海濕熱地區鋁合金大氣腐蝕形態完全吻合。將腐蝕產物沖洗干凈，并對試件進行干燥后再觀察發現：
1)短時間的腐蝕試件表面分布有較均勻的細小點蝕坑，隨著腐蝕時間的增長，點蝕坑的深度及直徑都有增大。
2)對中間時間段的腐蝕試件觀察發現，點蝕坑周圍小區域內的金屬仍然光亮。大一些的點蝕坑周圍未腐蝕的區域也相對大一些，由此也可說明鋁合金的腐蝕為陽極溶解型，蝕坑周圍區域為陰極受到保護，蝕坑內部為陽極加速腐蝕。腐蝕時間再延長后，點蝕坑繼續增大，周圍光亮區消失，取而代之的是停止發展的小點蝕坑。
3)與短時間的腐蝕試件相比，長期腐蝕試件上一些微小的點蝕坑發展緩慢或停止，腐蝕過程集中在一些大點蝕坑上，點蝕坑的分布密度相對較小，即蝕坑數量減小，但是坑半徑及深度都有大幅增加。分析原因為原有的較多鄰近的小蝕坑發展連通，最后匯聚成為大的點蝕坑快速腐蝕，而個別小點蝕坑位于大點蝕坑電化學過程的陰極，處于受保護狀態腐蝕發展緩慢停止。
4)從試件加工端面觀察腐蝕情況，長期的腐蝕試件腐蝕沿縱向和橫向發展(扁平晶粒晶界方向)，腐蝕痕跡狹長。
從上述觀察結果中可以看出，此種高強度鋁合金材料的加速腐蝕是從點蝕開始的，隨腐蝕時間的延長，發展成為晶間腐蝕。該試驗中腐蝕發展的過程與大氣腐蝕_2 J及其他加速腐蝕試驗腐蝕發展過程基本一致，由此可說明該加速方法的可靠性。
二、加速腐蝕試件的定量分析
1、腐蝕失重的測定
圖2給出7075．T6合金腐蝕失蘑隨時間的變化規律，并與國產高強度鋁合金的鹽霧加速試驗腐蝕失重相比較，圖中實線為失重趨勢線。國產高強度鋁合金LC,4在化學成分及力學性能方面都與7075合金非常相近。參考文獻中使用的加速環境為酸性鹽霧間歇式噴霧，本文使用了酸性鹽霧連續噴霧方式。從圖中可以看出，兩種加速方式的平均失重在腐蝕起始的短期內差別較大，腐蝕一段時間后，腐蝕失重量在大小與發展趨勢上都趨于一致。究其原因可能在于，①在鹽霧腐蝕剛開始的短期內，因連續噴霧與問歇噴霧這兩種加速方法的差別，造成試驗件所處腐蝕環境的差異，使腐蝕速度有所不同。②經過較長的一段時間噴霧后，試件表面形成了一層鹽霧沉積。當噴霧間歇停止時，試驗箱仍保持不變的箱內溫度及較高的相對濕度，由于試件表面的鹽霧沉積，使得緊貼試件表面的小環境與噴霧時相比變化不大，進而兩種加速方法規律趨于一致。
從圖中還可看出，連續噴霧加速腐蝕試驗，失重變化趨勢接近直線關系，即腐蝕速率較間歇式噴霧能更快達到穩定值，所以能使加速腐蝕試驗的加速關系更簡單。

高強度鋁合金鹽霧加速腐蝕試驗結果

2、腐蝕試件力學性能的測定
與以往一些預腐蝕試件的力學性能試驗不同，本文的力學性能試驗試驗件的尺寸使用鹽腐蝕前的測量值，并與未腐蝕試件的力學性能參數相比較，以確定腐蝕對試件力學性能參數的影響。力學性能下降如圖3所示，可以看出腐蝕試件的屈服極限和強度極限均有明顯下降，圖中直線為力學性能下降趨勢線。

高強度鋁合金鹽霧加速腐蝕試驗總結

借用損傷力學中反映缺陷的損傷變量D，它反映結構件因力學或化學等因素造成的承載能力的下降(有效承載面積減小)，損傷變量D可表達為A為損傷材料的有效承載面積，為無材料的有效承載面積。由強度的下降反推承載面積的下降，從而得到鹽霧加速腐蝕試件的損傷發展如圖4所示，同中直線為損傷發展趨勢線。損傷力學已有二、三十年的研究歷史，近年來在靜力學及疲勞工程問題等方面得到了廣泛應用。損傷變量D能很好地反映材料性能的惡化情況，在加速腐蝕的研究中可以使用損傷變量D作為加速指標，建立當量加速關系，即要求短期的加速腐蝕試驗與長期的大氣環境腐蝕試驗對構件造成的腐蝕損傷量等效。

高強度鋁合金鹽霧加速腐蝕

三、結論
1)用5％的NaC1溶液(冰醋酸調節pH值到3．0)對高強度鋁合金7075進行連續鹽霧腐蝕試驗。測量該試驗的腐蝕失重，并與相關加速試驗進行比較，本加速試驗表現出較好的腐蝕速率穩定性。對外廠大氣腐蝕試驗有很好的加速模擬。
2)對腐蝕試件進行力學性能試驗。試驗件經過腐蝕后，屈服強度以及強度極限都有明顯下降。腐蝕失再、強度下降以及損傷發展都呈現出線性變化，說明腐蝕量與強度下降之間有對應的比例關系。從損傷等效的角度建立當量加速關系，將有利于腐蝕對構件力學性能(靜強度、疲勞強度)影響的研究。http://www.dgzhenghang.com

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